央广网北京7月15日消息(记者张棉棉)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,火星,是太阳系由内往外数的第四颗行星,也被科学家们认为,是唯一可能会适合人类移民移居的星球。从天文学的角度看,在很早之前火星是处在宜居带中的,这也就说明火星曾经出现过生命。

  目前,不少国家已经启动火星探测任务,美国、中国、阿联酋都将计划于近日发射火星探测器。不过令人稍感遗憾的是迪拜当地时间7月14日,阿联酋方面宣布,因发射场天气原因,“希望”号火星探测器不得不推迟发射。为什么各国都扎堆启动火星探测任务呢?火星探测的难点在哪呢?

  作为地球的邻居,火星并不算是“近邻”。地球赤道一周4万千米,光速仅需0.13秒便可环游。但地球与火星的距离在5500万-4亿千米之间,这意味着就连光速单程可能都需要3-22分钟之久。因此,探测火星需要选择它与地球距离较近的时机。由于地球和火星都围着太阳公转,怎样才能有最近的距离呢?

  全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩打了个形象的比方,这像田径赛跑。庞之浩说:“地球在里圈,绕太阳转一圈是365天,而火星在外圈,绕太阳转一圈是687天。这就跟田径赛跑似的,地球绕太阳转的速度快,火星绕太阳转的速度慢。如果太阳在中间,火星和地球在两边的时候,它们的最远距离能达到4亿公里以上,因此最好是在地球和火星距离比较近的时候发射,这样可以节省燃料、节约成本。地球、火星和太阳排成一条线的时候是最近的距离,是5500万公里。”

  但是,最近的距离又不是最好的发射窗口时间,因为这需要从地球出发的速度快很多,增加了风险也增加了难度。解决的办法就是,在地球、火星和太阳排成一条线的前两个月左右从地球出发,这个时间点就是今年7月下旬到8月上旬。

  庞之浩表示:“每26个月火星会有一次距离地球最近的机会,在今年7月下旬到8月上旬,地球和火星距离比较近的时候,能够用较少的燃料到达火星。在地球与太阳的连线,以及火星与太阳的连线之间的夹角是44度这个时候出发,能够更好地利用地球的公转和火星的公转,这样最省燃料,速度也可以慢一些,每秒大概11.5公里就可以了。”

  换句话说,一旦错过这个窗口,我们就必须再等26个月。也正因此,包括美国、中国和阿联酋等都选择这个时间段开启火星之旅。

  阿联酋航天局和穆罕默德·本·拉希德太空中心14日宣布,由于天气原因,阿联酋的“希望”号火星探测器的发射时间推迟至阿联酋时间7月17日0点43分(北京时间4点43分)。

  据阿联酋航天局近日发布的声明,“希望”号火星探测器原定于阿联酋时间7月15日0点51分(北京时间凌晨4点51分)从日本种子岛航天发射中心搭乘日本H-IIA运载火箭发射升空。不过,日本发射服务团队负责人此前已经预警称,由于发射地区正处于季节性降雨带当中,发射遇到天气不佳的状况可能性很大。日本发射服务团队负责人说:“根据天气预报,从14日开始到15日发射,可能出现雷电天气,不过,目前的预报显示,雷电不会很强,也不会持续很长时间,所以我们目前的评估是,仍有机会按原计划发射。”

  阿联酋火星任务项目主管奥姆兰·沙拉夫说,此次探测将使科学家们首次看到不同季节一天中不同时间的火星大气情况,“希望”号将携带三种仪器探测火星大气,并在至少两年时间里将图像发回地球。按照计划,“希望”号将在明年抵达环火星轨道,进行火星环绕任务。如果成功,阿联酋将成为第一个访问火星的阿拉伯国家。

  除了阿联酋,美国毅力号火星车暂定于7月30日发射升空,任务包括寻找可能在火星上存在过的生命迹象,勘察火星的气候和地质特征,收集样本已送回地球,为宇航员登陆火星探路等。

  我国也在今年首次启动火星探测任务,承担任务的“天问一号”也将在近日发射。目前我国的火星探测计划还需克服哪些困难呢?

  中国科学院院士、中国航天科技集团科技委主任包为民说:“我们将用长征5号火箭,也就是新一代运载火箭里面最大个的进行发射。我们的火星探测器发射升空以后,在明年2月份将到达火星的引力磁场以内,然后经过火星的捕获到达火星。”

  据介绍,探测火星,需要突破深空超远距离测控通信、火星制动捕获、在轨长期自主管理、稀薄大气减速与安全着陆等一系列核心关键技术。那时,地球与火星距离5500万公里,与地面测控站的往返“对话”会有较长延时,而且传递的“声音”将会非常微弱。因此,要实现如此远距离的有效通信,需要克服巨大的信号衰减、传输延时和外界干扰等因素,对于中国航天是一项全新的挑战。

  此外,火星探测器在到达环绕火星的轨道之后,将降落在火星表面。这个过程大概有7-8分钟,这也是整个任务的难点所在。我国的火星探测器由环绕器和着陆巡视器两部分组成,着陆巡视器将在火星表面软着陆并释放火星车,在火星表面进行巡视勘测。由于火星探测器在奔火的途中一直处于高速飞行状态,所以在着陆之前需要先将速度降下来。我国根据探月工程中的技术经验作为积累,将通过4个阶段逐步减速,最终使探测器平稳到达火星表面。包为民表示:“从4.8公里/秒的速度减到火星着陆的地方,减到0,这个过程要7-8分钟,在这7-8分钟有4个减速段,第一个是气动减速段,就是把速度从4.8公里/秒给减到460米/秒,用时290秒左右。”

  这就好像先进行了一下急刹车,接下来探测器将打开降落伞,用90秒左右的时间将速度由460米/秒降到95米/秒,随后进入到动力减速段,探测器的反推发动机点火开始工作,用80秒时间将速度减小到3.6米/秒。包为民说:“剩下的100米我们还有一个悬停、避障。这时速度已经很慢了,100米的时候进行悬停,悬停相对地面的速度就是零了。100米已经比较低了,可以看一下地面有没有坑、大的石头,如果有我们就避开它,保证落地的安全性,不会翻车。”

  火星的一天比地球的一天略长,约为24小时40分钟一天,火星车的设计寿命在火星上就是90个火星日,也就是地球上三个多月的时间,利用这段时间开展巡视探测,火星地貌特征研究等多项任务。